JPH08128360A - 排気ガス還流装置の故障診断装置 - Google Patents

排気ガス還流装置の故障診断装置

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JPH08128360A
JPH08128360A JP6268914A JP26891494A JPH08128360A JP H08128360 A JPH08128360 A JP H08128360A JP 6268914 A JP6268914 A JP 6268914A JP 26891494 A JP26891494 A JP 26891494A JP H08128360 A JPH08128360 A JP H08128360A
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egr
control valve
exhaust gas
pressure
negative pressure
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JP6268914A
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Naohide Izumitani
尚秀 泉谷
Hidemi Oonaka
英已 大仲
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/49Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48EGR valve position sensors

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気還流通路内に EGR制御弁を備えた EGR装
置において、コストアップなく正確に排気還流通路内の
詰まり位置を検出することを可能とする。 【構成】 EGR制御弁9を排気還流通路8内に有する排
気還流制御装置においてEGR制御弁9の排気側にオリフ
ィス80を設けてオリフィス80と EGR制御弁9の間に負圧
室81を形成し、この負圧室81内の圧力を圧力検出手段17
によって検出可能とする。そして、内燃機関の運転状態
が EGR還流量が所定値より多い第1の運転領域にある時
に、圧力検出手段17の検出値が設定負圧値よりも小さい
時に EGR通路8の吸気側の詰りと判定し、逆に、 EGR還
流量が所定値より少ない第2の運転領域にある時に、圧
力検出手段17の検出値が設定負圧値よりも大きい時に E
GR通路8の排気側の詰りと判定するように構成する。圧
力検出手段17としてON/OFF式の圧力スイッチを用いるこ
ともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気ガス還流
装置の故障診断装置に関し、特に、EGR制御弁を備え
た排気還流通路内における通路の詰まりを検出すること
ができ、更に、その詰りがEGR制御弁の上流側に発生
したのか下流側に発生したのかを区別することができる
排気ガス還流装置の故障診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中のNOxを低減するために、
排気ガス再循環(以下EGRという)通路を介して排気
通路を流れる排気ガスを吸気通路内に還流するようにし
たEGR装置は公知である。このようなEGR装置で
は、通常、EGR通路内にEGR制御弁を設け、EGR
制御弁の開度によって吸気通路内に供給すべきEGRガ
ス量を制御するようにしている。しかしながら、EGR
制御弁が故障したり、EGR通路に目詰りが生じたりす
ると、排気ガスの還流が停止し続けることがあり、これ
をそのまま放置しておくと多量のNOxが排出され続け
るという課題が生じる。また、このような排気ガスの還
流量の低下や停止は運転者には判らない。
【0003】そこで、EGR制御弁にダイアフラムで仕
切られたダイアフラム室を備え、EGR制御弁の開度を
このダイアフラム室に導入する負圧の大きさによって制
御するEGR装置において、EGR制御弁の上流側に圧
力検出手段を設けると共に、EGR制御弁に対する負圧
の供給を検出する手段を設けた排気還流装置の故障診断
装置が提案されている(特開昭63−75345号公報
参照)。この公報に記載の故障検出装置では、EGR制
御弁に対して負圧が供給されている時に圧力検出手段か
ら排気の通流が検出されないことを以て「故障」と判断
している。また、逆に、EGR制御弁に対して負圧が供
給されていない時に圧力検出手段から排気の通流が検出
されたことに対しても「故障」と診断している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この提案の
装置では、EGR装置の故障は診断できるが、その故障
がEGR制御弁の故障であるのか、或いは、排気還流通
路の詰りによる故障であるのか、更には、排気還流通路
に詰りが発生した場合であっても、その詰りがEGR制
御弁の上流側に発生したものなのか、下流側に発生した
ものなのかが判定できず、EGR装置の故障箇所の特定
に時間がかかって修理に多大な時間を要するという問題
点があった。
【0005】そこで本発明は、排気還流通路内にEGR
制御弁を備えたEGR装置において、EGR装置におけ
るEGR制御弁の故障は勿論のこと、EGR制御弁の正
常時における排気還流通路内の詰りがEGR制御弁の上
流側に発生したのか、或いは下流側に発生したのかをも
検出することができる排気ガス還流装置の故障診断装置
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の排気ガス還流装置の故障診断装置は、内燃機関の排
気通路と吸気通路とを連通する排気還流通路内に、還流
する排気ガス流量を制御するEGR制御弁を有する内燃
機関の排気ガス還流装置の故障診断装置であって、排気
還流通路内に設けられたオリフィスと、このオリフィス
とEGR制御弁の間の排気還流通路の圧力を検出する圧
力検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、内燃機関の運転状態がEGR還流量が所定
値より多い第1の運転領域にあるか、或いはEGR還流
量が前記所定値より少ない第2の運転領域にあるかを判
定する内燃機関の運転領域判定手段と、EGR制御弁の
開弁状態を検出するEGR制御弁の開弁検出手段と、E
GR制御弁が開弁状態にある時に、内燃機関の運転領域
と圧力検出手段の検出圧力値によって、排気還流通路内
における詰りの発生の有無、および、詰りの発生時にそ
の詰りが前記EGR制御弁の上流側か下流側かを検出す
ることができることを特徴としている。
【0007】なお、この圧力検出手段には負圧が所定値
を越えた時にオンオフを反転する圧力スイッチを使用す
ることができ、この場合、EGR制御弁が開弁状態の正
常時に負圧がこの所定値を越える機関の前記第1の運転
領域において、この圧力スイッチが反転しないことを以
てEGR制御弁の下流側に詰りが発生したと判定し、E
GR制御弁が開弁状態の正常時に負圧がこの所定値を下
回る機関の第2の運転領域において、この圧力スイッチ
が反転したことを以てEGR制御弁の上流側に詰りが発
生したと判定するようにしても良い。
【0008】
【作用】本発明の内燃機関の排気ガス還流装置の故障診
断装置によれば、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連
通する排気還流通路内に、還流する排気ガス流量を制御
するEGR制御弁に加えてオリフィスが設けられてお
り、このオリフィスとEGR制御弁の間の排気還流通路
の圧力を検出する圧力検出手段が設けられている。この
ため、内燃機関の運転状態がEGR還流量が所定値より
多い第1の運転領域にある時は、正常時にオリフィスと
EGR制御弁の間の排気還流通路の負圧が大きくなるの
で、この負圧が小さくなったことを以てEGR制御弁の
下流側に詰りが発生したことが検出できる。逆に、EG
R還流量が前記所定値より少ない第2の運転領域にある
時は、正常時にオリフィスとEGR制御弁の間の排気還
流通路の負圧は小さいままであるので、この負圧が大き
くなったことを以てEGR制御弁の上流側に詰りが発生
したことが検出できる。なお、圧力検出手段として、負
圧が所定値を越えた時にオンオフを反転する圧力スイッ
チを使用することができる。
【0009】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の排気再循環装置の故障診断
装置を搭載した内燃機関の構成を示すものである。図に
おいて、1は機関本体、2は排気マニホルド、3は吸気
マニホルド、4は吸気ダクト、5は吸気ダクト内に設け
られたスロットル弁、6は吸気管圧力センサ、7は吸気
マニホルド3の枝管に取付られた燃料噴射弁、8は排気
マニホルド2と吸気マニホルド3とを連通するEGR通
路、9はEGR通路8内に設けられたEGR制御弁、1
0は制御回路(エンジン・コントロール・ユニット:E
CU)をそれぞれ示し、排気マニホルド2内の排気ガス
はEGR制御弁9が開いた時にEGR通路8を介して吸
気マニホルド3内に還流される。
【0010】制御回路10は例えばマイクロコンピュー
タを用いて構成され、双方向性バス11によって相互に
接続されたROM (リードオンリメモリ) 12、RAM
(ランダムアクセスメモリ)13、CPU (中央処理装
置)14、入力ポート15および出力ポート16を有す
る。EGR制御弁9には弁体の開度を検出するリフトセ
ンサ30が配置され、このリフトセンサ30の検出値は
A/D変換器18を介して入力ポート15に入力され
る。また、吸気ダクト4内には吸気温センサ19が配置
され、この吸気温センサ19の検出値THAはA/D変
換器20を介して入力ポート15に入力される。また、
スロットル弁5にはスロットル弁5の開度を検出するス
ロットル開度センサ21が連結され、このスロットル開
度センサ21の検出値TAは、A/D変換器22を介し
て入力ポート15に入力される。
【0011】そして、前述の吸気管圧力センサ6は、ス
ロットル弁5の下流側のサージタンク(吸気マニホルド
3)に取り付けられており、この吸気管圧力センサ6の
検出値PAはA/D変換器29を介して入力ポート15
に接続されている。また、機関本体1には機関冷却水温
を検出する水温センサ23が取り付けられており、この
水温センサ23の検出値THWはA/D変換器24を介
して入力ポート15に入力されている。更に、入力ポー
ト15には機関回転数NEを表す出力信号を発生する回
転数センサ25が接続されている。出力ポート16は一
方では各駆動回路26,26′を介して対応する燃料噴
射弁7や負圧制御弁50に接続され、他方では駆動回路
27を介して異常ランプ28に接続されている。
【0012】この実施例では、負圧制御弁50は電磁弁
であり、電磁コイル51、開閉弁52,53および負圧
導入管54から構成されており、負圧導入管54のP1
が開閉弁52を介して大気側に開放され、P3が負圧発
生部に接続される。負圧制御弁50は、コイル51に駆
動回路26を通じて入力されるON/OFF信号(デュ
ーティ信号)に応じて開閉弁52,53が開閉制御さ
れ、P2に調整された負圧がEGR制御弁9の負圧室9
0に導かれる。
【0013】EGR制御弁9の内部はダイアフラム91
によって負圧室90と大気圧室94に仕切られており、
ダイアフラム91にはシャフト33が固着されている。
また、負圧室90内にはスプリング92が内装されてお
り、シャフト33を大気圧室94側に付勢している。前
述のリフトセンサ30は、このEGR制御弁9に取り付
けられており、可変抵抗部31、シャフト33に固着さ
れてシャフト33と共にスライドするブラシ32を備え
ている。負圧制御弁50の制御によってシャフト33が
上下動すると、可変抵抗31とブラシ32の位置が変化
し、ブラシ32によって検出される電圧値が変化する。
このブラシ32によって検出された出力はA/D変換器
18を介して入力ポート15に送られる。
【0014】シャフト33の自由端側にはEGR通路8
の途中に設けられた弁座83を開閉する弁体93が取り
付けられている。また、この実施例では、弁座83の排
気マニホルド2側のEGR通路に排気ガスの流量を一定
にするメータリングオリフィス80が設けられており、
このメータリングオリフィス80と弁座83との間のE
GR通路8が負圧室81となっている。そして、弁座8
3と吸気マニホルド3との間のEGR通路8が吸気側E
GR通路82となっている。更に、この実施例では負圧
室81に圧力センサ17が設けられており、この圧力セ
ンサ17の出力はA/D変換器34を介して入力ポート
15に接続されている。
【0015】以上のように構成された排気ガス還流装置
の故障診断装置1においては、制御回路10がリフトセ
ンサ30からのシャフト33のリフト量の検出値によ
り、内燃機関の運転状態に応じた目標リフト値になるよ
うに負圧制御弁50をフィードバック駆動する。そし
て、コイル51へのON/OFF信号(デューティ信
号)に応じてP2に調整された負圧がEGR制御弁9に
導かれ、弁体93が開くことによって排気マニホルド2
からの排気ガスがEGR通路8を通って吸気マニホルド
3に導かれてEGRが行われる。
【0016】なお、この実施例では、EGR通路8の弁
座83の上流側に排気ガスの流量を検出するためのメー
タリングオリフィス80が設けられているので、EGR
実行時に排気ガスの流量に応じた負圧が負圧室81内に
発生し、この負圧が圧力センサ17によって検出され
る。そして、この実施例では、リフトセンサ30による
弁体93のリフト量と、圧力センサ17による負圧室8
1内の圧力を監視することによって、EGR制御弁9の
故障およびEGR通路8の詰り、しかもその詰りがEG
R制御弁9の上流側で発生したか、下流側で発生したか
を判断することができる。
【0017】EGR通路8の詰りが、EGR制御弁9の
上流側で発生したか、下流側で発生したかの判断は、以
下のようにして行うことができる。即ち、内燃機関の運
転状態がEGR還流量の多い運転領域にある時は、正常
時にメータリングオリフィス80によって負圧室81内
の負圧が大きくなるので、この負圧が小さくなったこと
を以てEGR制御弁9の下流側に詰りが発生したことが
検出できる。逆に、EGR還流量が少ない運転領域にあ
る時は、正常時にメータリングオリフィス80があって
も負圧室81内の負圧は小さいままであるので、この負
圧が大きくなったことを以て負圧室81の上流側、つま
り、EGR制御弁9の上流側に詰りが発生したことが検
出できるのである。
【0018】なお、このようにメータリングオリフィス
80をEGR制御弁9より排気側に設けると、排気マニ
ホルド2内の排気ガスの脈動が抑えられ、負圧室81内
の圧力に脈動が少なくなるので、負圧室81内の圧力が
正確に検出できるようになる。次にこのEGR制御弁9
の故障およびEGR通路8の詰りの判定の手順を図2に
示すフローチャートによって説明する。
【0019】ステップ201では機関の運転状態パラメ
ータ〔例えば、機関負荷GN(機関の1回転当たりの空
気量によって算出できる)、機関回転数NE、スロット
ル開度TA、センサ圧力P2、吸気圧力PA、水温TH
W等〕を読み込む。そして、ステップ202において、
運転状態パラメータからEGR制御弁9の故障およびE
GR通路8の詰りの判定条件か否かを判定する。判定条
件は以下の通りである(但し、GN1,GN2,Ne
1,Ne2,TA1,TA2は定数)。
【0020】(1) 負荷が所定範囲内〔GN1<GN<G
N2〕 (2) 回転数が所定範囲内〔Ne1<NE<Ne2〕 (3) スロットル開度が所定範囲内〔TA1<TA<TA
2〕 (4) 機関が過渡状態でない〔スロットル開度の加速度Δ
TAが所定値未満〕 (5) リフトセンサが正常状態〔断線していない〕 (6) 以上の条件が全て一定時間以上継続して成立してい
ること。
【0021】そして、ステップ202においてこれら
(1) から(6) の判定条件が成立していない場合はこのル
ーチンを終了し、成立している場合にはステップ203
に進む。ステップ203ではEGR制御弁9の弁体93
のリフトセンサ30による検出リフト量が、目標リフト
量Laに所定値αを加えた量よりも大きいか否かを判定
する。そして、リフト量>La+αの場合はステップ2
12に進んでEGR制御弁9のリフト量が超過した故障
と判定し、ステップ213において異常ランプ28を点
灯させてこのルーチンを終了する。一方、リフト量≦L
a+αの場合はステップ204に進む。
【0022】ステップ204ではEGR制御弁9の弁体
93のリフトセンサ30による検出リフト量が、目標リ
フト量Laから所定値βを引いた量よりも小さいか否か
を判定する。そして、リフト量<La−βの場合はステ
ップ214に進んでEGR通路8の詰り以外によるEG
R装置の故障と判定し、ステップ215において異常ラ
ンプ28を点灯させてこのルーチンを終了する。一方、
リフト量≧La−βの場合はステップ205に進む。
【0023】ステップ205では機関の運転状態がA領
域内か否かを判定する。このA領域は、比較的EGR流
量(EGR率ではない)が多い領域で、EGR系が正常
時に負圧室81内の圧力P2が予め定められた設定圧力
(設定負圧)よりも低圧力(大きな負圧)になる領域で
ある。このA領域を機関回転数NEと機関負荷GNで与
えられる機関の運転状態マップ上で示すと、図3に網点
で示す領域となる。図3に斜線を付して示すB領域は、
逆に比較的EGR流量が少ない領域で、EGR系が正常
時に負圧室81内の圧力P2が予め定められた設定圧力
(設定負圧)よりも高圧力(小さな負圧)になる領域で
ある。
【0024】ステップ205において機関の運転状態が
A領域内であると判定した時はステップ206に進み、
圧力センサ17によって検出された負圧室81内の圧力
P2が前述の設定負圧よりも小さいか否かを判定する。
そして、P2≧設定負圧の時はステップ207に進み、
EGR系が正常と判定してこのルーチンを終了する。一
方、P2<設定負圧である時はステップ208に進み、
吸気側のEGR通路82内に詰りがあると判定してこの
ルーチンを終了する。
【0025】また、ステップ205で機関の運転状態が
A領域内でないと判定した時はステップ209に進み、
機関の運転状態がB領域内か否かを判定する。ステップ
209で機関の運転状態がB領域内でないと判定した時
はEGR系の故障の判定を実行せずにこのルーチンを終
了する。一方、ステップ209において機関の運転状態
がB領域内であると判定した時はステップ210に進
み、圧力センサ17によって検出された負圧室81内の
圧力P2が前述の設定負圧よりも小さいか否かを判定す
る。そして、P2<設定負圧の時はステップ207に進
み、EGR系が正常と判定してこのルーチンを終了す
る。一方、P2≧設定負圧である時はステップ211に
進み、排気側のEGR通路8内に詰りがあると判定して
このルーチンを終了する。
【0026】なお、ステップ212とステップ214に
おける超過判定および不足判定時は、異常ランプ28を
点灯させて乗員に警告すると共に、EGR系超過異常、
不足異常のコードを記憶する。また、EGR通路8の詰
りを検出した際にも異常ランプ28を点灯させて詰りの
発生した部位を、特定のコードで記憶するようにしても
良い。
【0027】このように、以上説明した実施例の排気ガ
ス還流装置の故障診断装置では、EGR通路の流量を直
接検出するので、排気ガス温度の検出等に比べて正確な
検出が可能となる。以上説明した実施例では、EGR通
路8の負圧室81内の負圧を圧力センサ17を用いて検
出することによってEGR通路8の詰りを検出している
が、この圧力センサ17に代えて、前述の設定負圧を境
にしてON/OFFが切り換わる圧力スイッチを用いて
前述の検出を行うことができる。図4は、EGR通路8
の負圧室81に圧力スイッチ70を接続した構成を示す
実施例である。
【0028】図4に示す実施例では、EGR通路8にメ
ータリングオリフィス80によって設けられた負圧室8
1に、圧力導入管77を通じて圧力スイッチ70が接続
されている。圧力スイッチ70は、本体内がダイアフラ
ム72によって負圧室70Aと大気圧室70Bの2つの
部屋に仕切られている。負圧室70Aは圧力導入管77
によって負圧室81に接続されており、入口部にオリフ
ィス75が設けられている。そして、負圧室70Aの内
部にはスプリング71が挿入されており、ダイアフラム
72を大気圧室70B側に付勢している。また、大気圧
室70Bは大気穴76によって大気に開放されており、
その内部にはダイアフラム72の上に設けられた導電性
の第1の切片73Aと、この第1の切片73Aに常時は
接続する第2の切片73Bとがあり、それぞれリード線
74によって図1で説明した制御回路10に接続されて
いる。
【0029】この実施例では、圧力スイッチ70は常時
は切片73A,73Bが接続するON状態にあり、負圧
室81内の負圧が設定負圧を越えて大きくなって、ダイ
アフラム72がスプリング71に抗して所定距離以上負
圧室70A側に移動した時にOFFする。図5(b) はこ
の圧力スイッチ70のON/OFF特性を示すものであ
り、圧力スイッチ70は負圧室81内の負圧が設定負圧
を越えて大きくなった時にONからOFFに切り換わ
り、負圧室81内の負圧が設定負圧を下回って小さくな
った時にOFFからONに切り換わるヒステリシス特性
を備えている。
【0030】この圧力スイッチ70がONからOFFに
切り換わる設定負圧はスプリング71を選ぶことによっ
て設定することができる。図5(a) は、図1のように構
成された排気ガス還流装置の故障診断装置において、E
GR通路8に詰りが発生した時の負圧室81内の圧力
(負圧)の変化を示すものである。前述のように、EG
R系が正常状態では、機関の運転状態がA領域にある時
には負圧室81内の負圧は○で示すように比較的大き
く、機関の運転状態がB領域にある時には負圧室81内
の負圧は●で示すように比較的小さい。そして、EGR
通路8のEGR制御弁9よりも下流側(吸気側)に詰り
が発生した時には、詰りの程度が大きくなるにつれて負
圧室81内の負圧は小さくなる。逆に、EGR通路8の
EGR制御弁9よりも上流側(排気側)に詰りが発生し
た時には、詰りの程度が大きくなるにつれて負圧室81
内の負圧は大きくなる。
【0031】よって、圧力スイッチ70に設定する設定
負圧(判定値)の値は、図5(a) におけるA領域の負圧
室内圧力値とB領域の負圧室内圧力値の大小が入れ替わ
る点近傍の負圧室81内の負圧の値に設定しておけば良
い。図6は、以上のようにON状態からOFF状態に切
り換わる圧力スイッチ70のOFF状態が、EGR通路
8の詰りの程度によって変化する様子を説明するもので
ある。EGR通路8内に詰りのない正常時は、図6(a)
に示すように、圧力スイッチ70はA領域でほぼOFF
状態になり、B領域でON状態になる。正常状態からE
GR通路8の吸気側に詰りが発生すると、図6(b) に示
すように、圧力スイッチ70のA領域におけるOFF領
域が狭くなり、図6(c) ,(d) に示すように、EGR通
路8の吸気側の詰りが大きくなるに従ってA領域におけ
るOFF領域が小さくなる。一方、正常状態からEGR
通路8の排気側に詰りが発生すると、図6(e) に示すよ
うに、圧力スイッチ70のOFF領域がB領域まで広が
って広くなり、図6(f) ,(g) に示すように、EGR通
路8の排気側の詰りが大きくなるに従ってB領域におけ
るOFF領域が大きくなる。
【0032】従って、A領域における圧力スイッチ70
のOFF領域の変化を検出することによって、EGR通
路8の吸気側の詰りの程度を検出することができ、逆
に、B領域における圧力スイッチ70のOFF領域の変
化を検出することによって、EGR通路8の排気側の詰
りの程度を検出することができる。次にこの圧力スイッ
チ70を用いた場合の、EGR制御弁9の故障およびE
GR通路8の詰りの判定の手順を図7に示すフローチャ
ートによって説明する。なお、図2と同じステップには
同じステップ番号を付してある。
【0033】ステップ701では機関の運転状態パラメ
ータ〔例えば、機関負荷GN(機関の1回転当たりの空
気量によって算出できる)、機関回転数NE、スロット
ル開度TA、、吸気圧力PA、水温THW等〕を読み込
む。そして、ステップ202において、運転状態パラメ
ータからEGR制御弁9の故障およびEGR通路8の詰
りの判定条件か否かを判定する。判定条件は前述の通り
である判定条件が成立していない場合はこのルーチンを
終了し、成立している場合にはステップ203からステ
ップ204でEGR制御弁9の弁体93のリフトセンサ
30による検出リフト量が適正か否かを判定する。そし
て、リフト量>La+αの異常時はステップ212でE
GR制御弁9のリフト量が超過した故障と判定してステ
ップ213で異常ランプ28を点灯させ、リフト量<L
a−βの異常時はステップ214に進んでEGR通路8
の詰り以外によるEGR装置の故障と判定してステップ
215で異常ランプ28を点灯させる。
【0034】一方、EGR制御弁9のリフト量が適正な
場合はステップ205に進み、機関の運転状態がA領域
内か否かを判定する。機関の運転状態がA領域内である
と判定した時はステップ702に進み、圧力スイッチ7
0がOFFか否かを判定する。そして、圧力スイッチ7
0がOFFの時はステップ207に進み、EGR系が正
常と判定してこのルーチンを終了する。一方、圧力スイ
ッチがONのままである時はステップ208に進み、吸
気側のEGR通路82内に詰りがあると判定してこのル
ーチンを終了する。
【0035】また、ステップ205で機関の運転状態が
A領域内でないと判定した時はステップ209に進み、
機関の運転状態がB領域内か否かを判定する。ステップ
209で機関の運転状態がB領域内でないと判定した時
はEGR系の故障の判定を実行せずにこのルーチンを終
了する。一方、ステップ209において機関の運転状態
がB領域内であると判定した時はステップ703に進
み、圧力スイッチ70がOFFか否かを判定する。そし
て、圧力スイッチ70がON状態の時はステップ207
に進み、EGR系が正常と判定してこのルーチンを終了
する。一方、圧力スイッチ70がOFF状態である時は
ステップ211に進み、排気側のEGR通路8内に詰り
があると判定してこのルーチンを終了する。
【0036】このように、圧力センサ17の代わりにO
N/OFFタイプの圧力スイッチ70を使用しても、圧
力センサ17を用いた時と同様に、EGR制御弁9の故
障とEGR通路8のEGR制御弁9に対する上流側か下
流側かの詰りを検出することができる。このように、圧
力センサ17の代わりにON/OFFタイプの1接点の
圧力スイッチ70を使用すると、スイッチ70のコスト
が圧力センサ17より安価であり、制御回路10におけ
る入力回路を簡略化でき、更にはワイヤハーネス等も簡
略化できるので、排気ガス還流装置の故障診断装置のコ
ストを低減することができる。また、圧力スイッチ70
の設定圧力は、スプリング92のばね定数で調節でき、
負圧室81内に発生する負圧の値はメータリングオリフ
ィス80の口径で調節することができるので、適合自由
度が高い。更に、前述の実施例のように、圧力スイッチ
70のON/OFF特性を、大気側(正圧側)でONと
した場合、圧力スイッチ70の断線を検出するのみ別の
回路が不要となり、制御回路10の電源が入った後に直
ちに圧力スイッチ70の断線の有無を検出することがで
きる。
【0037】次に、図4のように構成された圧力スイッ
チ70を用いて排気ガス還流装置の故障診断装置の検出
精度を向上させる実施例について説明する。図8は排気
ガス還流装置の故障診断装置の検出精度を向上させる実
施例の手順を示すフローチャートであり、図7のフロー
チャートで説明した手順と同じ手順には同じステップ番
号を付してある。
【0038】ステップ701では機関の運転状態パラメ
ータを読み込み、ステップ202において、運転状態パ
ラメータからEGR制御弁9の故障およびEGR通路8
の詰りの判定条件か否かを判定する。判定条件は前述の
通りであり、判定条件が成立していない場合はこのルー
チンを終了する。判定条件が成立している場合にはステ
ップ203からステップ204でEGR制御弁9の弁体
93のリフトセンサ30による検出リフト量が適正か否
かを判定する。そして、リフト量>La+αの異常時は
ステップ212でEGR制御弁9のリフト量が超過した
故障と判定してステップ213で異常ランプ28を点灯
させ、リフト量<La−βの異常時はステップ214に
進んでEGR通路8の詰り以外によるEGR装置の故障
と判定してステップ215で異常ランプ28を点灯させ
る。
【0039】一方、EGR制御弁9のリフト量が適正な
場合はステップ702に進み、圧力スイッチ70がOF
Fか否かを判定される。そして、圧力スイッチ70がO
FFの時はステップ801に進み、格子マップに装置が
OFFしたことを示す値"1"を記憶してステップ803
に進む。一方、圧力スイッチがONのままである時はス
テップ802に進み、格子マップに装置がONのままで
あることを示す値"0"を記憶してステップ803に進
む。ステップ803では格子マップに記憶した回数nを
1だけ増大させる。
【0040】続くステップ804では格子マップに記憶
した回数nが所定回数Xを越えたか否かを判定する。n
≦Xの場合はこのルーチンを終了し、X>Xの場合はス
テップ805において格子マップに記憶した回数nをク
リアした後、ステップ205に進んで機関の運転状態が
A領域内か否かを判定する。機関の運転状態がA領域内
であると判定した時はステップ805に進み、A領域に
おいて圧力スイッチ70がOFFした頻度Haを算出す
る。そして、続くステップ806において圧力スイッチ
70がOFFした頻度Haが所定値aよりも小さいか否
かを判定する。Ha≧aの時はステップ207に進み、
EGR系が正常と判定してこのルーチンを終了する。一
方、Ha<aの時はステップ208に進み、吸気側のE
GR通路82内に詰りがあると判定してこのルーチンを
終了する。
【0041】また、ステップ205で機関の運転状態が
A領域内でないと判定した時はステップ209に進み、
機関の運転状態がB領域内か否かを判定する。ステップ
209で機関の運転状態がB領域内でないと判定した時
はEGR系の故障の判定を実行せずにこのルーチンを終
了する。一方、ステップ209において機関の運転状態
がB領域内であると判定した時はステップ807に進
み、B領域において圧力スイッチ70がOFFした頻度
Hbを算出する。そして、続くステップ808において
圧力スイッチ70がOFFした頻度Hbが所定値aより
も大きいか否かを判定する。Hb≦bの時はステップ2
07に進み、EGR系が正常と判定してこのルーチンを
終了する。逆に、Hb>bの時はステップ211に進
み、排気側のEGR通路8内に詰りがあると判定してこ
のルーチンを終了する。
【0042】このように、この実施例では判定条件時に
圧力センサ17の各領域におけるON/OFFの変化の
統計に基づいてEGR制御弁9の故障とEGR通路8の
EGR制御弁9に対する上流側か下流側かの詰りを検出
するので、検出の精度が向上する。図9は排気ガス還流
装置の故障診断装置の検出精度を向上させる実施例の別
の手順を示すフローチャートであり、ステップ701か
らステップ805の手順は図8のフローチャートで説明
した手順と全く同じであるので、同じステップには同じ
ステップ番号を付してその説明を省略する。
【0043】図9に示す実施例の手順が図8に示した実
施例の手順と異なる点は、図8の実施例では圧力スイッ
チ70のON/OFFの頻度で排気ガス還流装置の故障
診断を行ったのに対し、図9の実施例では、圧力スイッ
チ70のON/OFFの境界線を求め、この境界線の正
常時の境界線とのずれの方向と度合いで異常判定および
EGR通路8の詰り位置を検出するようにしている点で
ある。
【0044】図10は圧力スイッチ70の正常時のON
/OFFの境界線Fと、圧力スイッチ70のON/OF
F特性の境界線がずれても正常と考えられる領域C、吸
気側のEGR通路8が詰まった場合に境界線が移動する
領域E、および、排気側のEGR通路8が詰まった場合
に境界線が移動する領域Dを示すものである。EGR通
路8の吸気側に詰りが発生した場合は、前述のように負
圧室81内の負圧が小さくなるので、圧力スイッチ70
がOFFしにくくなり、ON/OFFの境界線FがE領
域に移動する。逆に、EGR通路8の排気側に詰りが発
生した場合は、前述のように負圧室81内の負圧が大き
くなるので、圧力スイッチ70が頻繁にOFFするよう
になり、ON/OFFの境界線FがD領域に移動する。
よって、この圧力スイッチ70のON/OFFの境界線
Fの位置を検出することによってEGR通路8内の詰り
の位置を検出することができる。
【0045】従って、この実施例では、判定条件の成立
時(ステップ202で YES)でEGR制御弁9のリフト
量が適正時(ステップ203,204で共にNO)に、ス
テップ702からステップ805において圧力スイッチ
70がOFFした時の機関回転数と負荷とを格子マップ
上にプロットすることによって、圧力スイッチ70のO
N/OFFの境界線Fの位置のn回の統計をとった後、
ステップ901において圧力スイッチ70のON/OF
F境界線Fを算出する。
【0046】そして、算出した圧力スイッチ70のON
/OFF境界線FがC領域内にあるか否かをステップ9
02で判定し、C領域内にある時にはステップ207に
進み、EGR系が正常と判定してこのルーチンを終了す
る。一方、算出した圧力スイッチ70のON/OFF境
界線FがC領域内にない場合はステップ903に進み、
算出した圧力スイッチ70のON/OFF境界線FがD
領域内にあるか否かを判定する。圧力スイッチ70のO
N/OFF境界線FがD領域内にある時には、ステップ
211に進み、排気側のEGR通路8内に詰りがあると
判定してこのルーチンを終了する。また、圧力スイッチ
70のON/OFF境界線FがD領域内にない時には境
界線FがE領域にあると判定して208に進み、吸気側
のEGR通路82内に詰りがあると判定してこのルーチ
ンを終了する。
【0047】このように、図8、図9に示した実施例で
は、領域毎に圧力スイッチ70のON/OFF情報を所
定回数取り込んでEGR通路8の詰りを判定するので、
詰りの判定精度が向上し、誤判定を防止することができ
る。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排気ガス
還流装置の故障診断装置によれば、排気還流通路内にE
GR制御弁を備えたEGR装置において、排気還流通路
内の詰まりがEGR制御弁の上流側に発生したのか、或
いは下流側に発生したのかを検出することができるの
で、故障箇所の修理に要する時間が短くなるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気ガス還流装置の故障診断装置の一
実施例の全体構成を示す構成図である。
【図2】図1の実施例において排気ガス還流装置の故障
を診断する手順の一例を示すフローチャートである。
【図3】図2におけるA領域とB領域の範囲を機関回転
数を横軸にとり、負荷を縦軸にとった座標上で説明する
説明図である。
【図4】図1の圧力センサをON/OFFスイッチに代
えた場合の構成を示す図1の部分拡大構成図である。
【図5】(a) はEGR通路の吸気側と排気側にそれぞれ
詰りが発生して進行した場合の図4の負圧室における圧
力の変化を示す特性図、(b) は図4の圧力スイッチのO
N/OFF特性を説明する説明図である。
【図6】(a) はEGR通路内に詰りがない場合に図4の
圧力スイッチがOFFする領域を示す作動領域図、(b)
から(d) はEGR通路の吸気側に詰りが発生して進行し
た場合に図4の圧力スイッチがOFFする領域が変化す
る様子を示す作動領域図、(e) から(g) はEGR通路の
排気側に詰りが発生して進行した場合に図4の圧力スイ
ッチがOFFする領域が変化する様子を示す作動領域図
である。
【図7】図4の実施例において排気ガス還流装置の故障
を診断する手順の一実施例を示すフローチャートであ
る。
【図8】図4の実施例において排気ガス還流装置の故障
を診断する手順の別の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図9】図4の実施例において排気ガス還流装置の故障
を診断する手順の更に別の実施例を示すフローチャート
である。
【図10】図9に示す排気ガス還流装置の故障を診断す
る手順において演算する圧力スイッチのON/OFFの
境界線の、EGR通路に詰りが発生した場合の移動領域
を示す特性図である。
【符号の説明】
1…機関本体 2…排気マニホルド 3…吸気マニホルド 6…吸気圧センサ 8…EGR通路 9…EGR制御弁 10…制御回路 17…圧力センサ 25…回転数センサ 28…異常ランプ 30…リフトセンサ 50…負圧制御弁 70…圧力スイッチ 73A,73B…スイッチ切片 77…圧力導入管 80…メータリングオリフィス 81…負圧室 83…弁座 90…負圧室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通
    する排気還流通路内に、還流する排気ガス流量を制御す
    るEGR制御弁を有する内燃機関の排気ガス還流装置の
    故障診断装置であって、 前記排気還流通路内に設けられたオリフィスと、 このオリフィスと前記EGR制御弁の間の前記排気還流
    通路の圧力を検出する圧力検出手段と、 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 内燃機関の運転状態がEGR還流量が所定値より多い第
    1の運転領域にあるか、或いはEGR還流量が前記所定
    値より少ない第2の運転領域にあるかを判定する内燃機
    関の運転領域判定手段と、 前記EGR制御弁の開弁状態を検出するEGR制御弁の
    開弁検出手段と、 前記EGR制御弁が開弁状態にある時に、内燃機関の前
    記運転領域と前記圧力検出手段の検出圧力値によって、
    前記排気還流通路内における詰りの発生の有無、およ
    び、詰りの発生時にその詰りが前記EGR制御弁の上流
    側か下流側かを検出することができる排気ガス還流装置
    の故障判定手段と、 を備えることを特徴とする排気ガス還流装置の故障診断
    装置。
  2. 【請求項2】 前記圧力検出手段が、負圧が所定値を越
    えた時にオンオフを反転する圧力スイッチであり、前記
    EGR制御弁が開弁状態の正常時に負圧がこの所定値を
    越える機関の前記第1の運転領域において、この圧力ス
    イッチが反転しないことを以て前記EGR制御弁の下流
    側に詰りが発生したと判定し、前記EGR制御弁が開弁
    状態の正常時に負圧がこの所定値を下回る機関の前記第
    2の運転領域において、この圧力スイッチが反転したこ
    とを以て前記EGR制御弁の上流側に詰りが発生したと
    判定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
    排気ガス還流装置の故障診断装置。
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